Высокоскоростное осаждение покрытий на основе соединений хрома и азота с использованием плазмы магнетронных распылительных систем тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Грудинин Владислав Алексеевич

• Грудинин Владислав Алексеевич
• кандидат наук
• 2022

Оглавление диссертации кандидат наук Грудинин Владислав Алексеевич

Введение

Глава 1. Реактивное магнетронное осаждение покрытий

1.1 Особенности реактивного магнетронного осаждения покрытий из нитридов и оксидов металлов

1.2 Свойства покрытий на основе соединений хрома и азота, осаждаемых с использованием традиционного реактивного магнетронного распыления, и способы управления ими

1.3 Анализ фактора горячей мишени в повышении скорости осаждения металлических, в том числе хромовых, покрытий

1.4 Постановка задачи о разработке и исследовании возможностей нового метода нанесения СгКх покрытий, основанного на магнетронном распылении горячей хромовой мишени

Глава 2. Оборудование и методы исследования

2.1 Схема осаждения и оборудование

2.1.1 Комплектация плазменной установки

2.1.2 Система фиксации подложек

2.1.3 Конструкция магнетронной распылительной системы с горячей & мишенью

2.1.4. Подготовка подложек

2.2 Методы диагностики разряда, структурных свойств и элементного состава покрытий

2.2.1 Оптико-эмиссионная спектроскопия разряда

2.2.2 Измерение толщины покрытий

2.2.3 Рентгеноструктурный и рентгенофазовый анализ покрытий

2.2.4 Оптико-эмиссионная спектрометрия тлеющего разряда для анализа элементного состава покрытий

2.2.5 Сканирующая электронная микроскопия

2.2.6 Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия

2.3. Анализ функциональных свойств покрытий

2.3.1. Измерение твёрдости и модуля упругости

2.3.2 Анализ адгезионной прочности покрытий

2.3.3 Трибологические испытания покрытий

2.3.4 Коррозионные испытания

2.4 Математические модели, задействованные для анализа механизмов усиления скорости осаждения, расчёта пространственного распределения плотности потоков осаждаемых частиц и потоков энергии, поступающих на подложку

2.4.1. Расчёт скорости удаления частиц с поверхности мишени

2.4.2. Расчёт скорости осаждения и плотности потока осаждаемых частиц

2.4.3. Величина кинетической энергии, поступающей на поверхность растущего покрытия в расчёте на один осаждаемый атом хрома

Глава 3. Характеристики разряда и скорость осаждения СгКх покрытий при магнетронном распылении горячей мишени

3.1 Особенности разряда при работе магнетрона с горячей хромовой мишенью по сравнению с традиционным реактивным магнетронным распылением

3.2 Механизмы и закономерности нелинейного роста скорости осаждения СгГЫх покрытий при увеличении мощности магнетрона

3.3 Влияние концентрации азота на скорость осаждения СгКх покрытий при умеренной мощности магнетрона

Глава 4. Элементный состав и кристаллическая структура CrNx покрытий при магнетронном распылении горячей мишени в широком диапазоне мощности

4.1 Экспериментально наблюдаемые особенности формирования элементного состава и структуры CrNx покрытий по толщине в широком диапазоне мощности МРС с горячей хромовой мишенью

4.2. Элементный и фазовый состав, кристаллическая структура CrNx покрытий при умеренной плотности мощности магнетрона

4.2.1. Формирование элементного состава

4.2.2. Кристаллическая и микроструктура CrNx покрытий

4.3 Формирование элементного состава, кристаллической и микроструктуры CrNx покрытий при высокой плотности мощности магнетрона с горячей мишенью

4.3.1. Анализ соотношения потоков атомов хрома и частиц азота на поверхность растущего покрытия

4.3.2. Формирование элементного и фазового состава CrNx покрытий в зависимости от положения подложки на карусели

4.3.3. Выявление позиции подложки, необходимой для формирования соединений хрома и азота

4.3.4. Влияние плотности мощности магнетрона и других параметров осаждения на структуру CrNx покрытий, осаждаемых в режиме планетарного вращения

Глава 5. Функциональные свойства CrNx покрытий, осаждаемых при магнетронном распылении сублимирующей хромовой мишени

5.1 Анализ значений ионного тока, поступающего на подложки при подключении отрицательного электрического потенциала

5.2 Микротвёрдость и модуль упругости CrNx покрытий при умеренной скорости осаждения

5.3. Управление твёрдостью покрытий на основе нитрида хрома при высокой скорости осаждения

5.3.1. Твёрдость и упругость покрытий для МРС со сбалансированной конфигурацией магнитного поля

5.3.2. Получение твёрдых покрытий при высокой плотности потока осаждаемых частиц

5.4 Анализ других механических характеристик СгКх покрытий, полученных при распылении сублимирующей хромовой мишени

5.4.1 Адгезионная прочность, износостойкость и коэффициент трения СгК покрытий при умеренной плотности мощности МРС

5.4.2 Адгезионная прочность, износостойкость и коэффициент трения СгК покрытий при высокой интенсивности сублимации

5.5. Коррозионная стойкость и способы управления ею

Основные выводы

Благодарности

Список используемой литературы

Приложение

х

х

Введение

Актуальность работы. В настоящее время техника магнетронного распыления хорошо известна и распространена. Магнетронные распылительные системы (МРС) были разработаны как инструмент для повышения эффективности ионного распыления за счёт использования скрещенных электрического и магнитного полей. Благодаря этому стало возможным применение распылительных методов во многих отраслях промышленности, так как они обладают рядом преимуществ по сравнению с термическими и химическими методами получения покрытий. Например, МРС позволяют обеспечивать равномерность и однородность плёнок и покрытий по толщине, хорошую адгезию, высокий коэффициент использования исходного материала, отсутствие вредного воздействия на окружающую среду и др.

Кроме этого, методы на основе МРС обладают большими возможностями по управлению химическим и фазовым составом, структурными и функциональными свойствами осаждаемых покрытий. Так, большой интерес представляют технологии реактивного магнетронного распыления, когда поток распылённых металлических атомов, взаимодействуя на поверхности обрабатываемого изделия с частицами реактивного газа, специально подаваемого в рабочую камеру, образует плёнки и покрытия из химических соединений. Например, покрытия из нитридов металлов (2гК, ТК, ИШ, CrN и др.) обладают высокой температурой плавления, стойкостью к коррозии в различных агрессивных средах, повышенной твёрдостью, механической и термической стабильностью и т.д. Они находят широкое применение в различных областях промышленности. В настоящей работе рассмотрен случай формирования покрытий на основе нитрида хрома, которые часто наносятся в качестве защитных слоёв на различные изделия из-за их прочности, износостойкости и коррозийной стойкости [1-5].

В «классическом» методе реактивного магнетронного распыления основным механизмом формирования потока осаждаемых частиц является

столкновительное распыление поверхности мишени в атмосфере реактивного газа. В зависимости от концентрации реактивного газа в вакуумной камере оно может происходить в трех режимах: в металлическом, в переходном и в режиме химического соединения. В металлическом режиме преимущественно имеет место распыление атомов металла ионами рабочего газа (как правило, аргона). В переходном режиме распыляются поверхностные слои мишени, которые содержат некоторое количество химического соединения из атомов мишени и реактивного газа, концентрация которого неуправляемо изменяется. В режиме химического соединения распылению подвергаются поверхностные слои мишени, которые почти полностью прореагировали с реактивным газом (происходит так называемое отравление мишени), следовательно, имеет место распыление химического соединения. Все три режима находят применение. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки в зависимости от конкретной задачи и требований к функциональным свойствам покрытий. Как правило, наибольшие скорости осаждения свойственны металлическому режиму. Но здесь часто возникает проблема, связанная с формированием стехиометрического элементного состава плёнки, который является критически необходимым для некоторых видов функциональных покрытий. Режим химических соединений позволяет довольно успешно регулировать стехиометрию. Однако коэффициенты распыления, а, следовательно, и скорости осаждения являются самыми низкими. В переходном режиме скорость осаждения оказывается выше, чем в режиме химического соединения, но нестабильность рабочих параметров осаждения приводит к плохой повторяемости результатов и ненадёжности технологий. В любом случае производительность технологий, основанных на реактивном магнетронном распылении, оказывается довольно низкой по сравнению с термическими и химическими методами получения покрытий, что уменьшает их привлекательность для применения в промышленных масштабах.

Степень разработанности темы

При работе МРС скорость осаждения металлических покрытий на неподвижные подложки обычно не превышает 10 нм/с, а при получении покрытий сложного состава - ещё меньше. В последнее время выявлены надёжные свидетельства того, что скорость магнетронного осаждения покрытий можно существенно, т.е. примерно на порядок, повысить за счёт создания испарения или сублимации на поверхности мишени дополнительно к распылению. Пока что эта возможность довольно глубоко изучена применительно к получению плёнок и покрытий из простых веществ (некоторых металлов, кремния и др.) [6-11]. В частности, в работах [8, 9] показано, что реализация высокоскоростного осаждения хромовых покрытий может быть облегчена использованием сильно разогретой мишени в твёрдом состоянии, так как хром имеет высокую скорость сублимации.

Для осаждения плёнок из химических соединений металлов с кислородом, азотом и другими реактивными газами подобная задача, связанная с повышением производительности осаждения за счёт испарения или сублимации вещества мишени, пока не нашла систематического решения. Появилась необходимость в проведении комплекса исследований, в результате которых были бы выявлены данные о механизмах и закономерностях, позволяющие эффективно применять потенциально высокопроизводительный метод на основе МРС с сублимирующей мишенью для нанесения СгКх покрытий на практике.

В связи с этим цель настоящей работы состояла в создании метода высокоскоростного осаждения СгЫх покрытий за счёт использования магнетронной распылительной системы с горячей хромовой мишенью, а также в выявлении закономерностей формирования их структурных и функциональных свойств.

Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи.

1. Разработать и реализовать на практике управляемый процесс осаждения покрытий на основе соединений хрома и азота с использованием магнетрона, оснащённого теплоизолированной хромовой мишенью.

2. Выяснить возможности разработанного метода в повышении скорости нанесения CrNx покрытий за счёт появления сублимации дополнительно к распылению.

3. Исследовать особенности формирования элементного и фазового состава, кристаллической и микроструктуры CrNx покрытий в зависимости от плотности мощности магнетрона с горячей хромовой мишенью, выявить возможные способы управления этими свойствами в широком диапазоне мощности.

4. Исследовать механические и антикоррозионные характеристики CrNx покрытий в зависимости от плотности мощности МРС с горячей хромовой мишенью, определить диапазоны рабочих параметров, при которых обеспечиваются не только высокие скорости осаждения, но также хорошие показатели механических и антикоррозионных свойств.

Научная новизна

• Установлено, что при реализации магнетронного распыления с использованием теплоизолированной хромовой мишени скорость нанесения покрытий на основе соединений хрома и азота может существенно (до одного порядка) увеличиться за счёт сублимации мишени, возникающей дополнительно к распылению.

• Обнаружено, что при распылении сильно разогретой хромовой мишени нивелируется эффект гистерезиса в зависимостях тока и напряжения магнетронного разряда от концентрации в широком диапазоне реактивного газа азота и не наблюдается отравления поверхности мишени, за счёт чего поддерживается металлический режим работы МРС.

• Определена предельная скорость осаждения, при которой возможно формирование однородного по химическому составу CrN покрытия при реактивном магнетронном распылении горячей мишени.

• Выявлены особенности формирования элементного состава покрытий на основе соединений хрома и азота при магнетронном распылении сублимирующей

хромовой мишени, а также способы управления их структурными и функциональными свойствами.

Теоретическая и практическая значимость работы

• Установлено изменение соотношения потоков атомарных частиц хрома и азота, поступающих на поверхность растущего покрытия в режиме планетарного вращения подложек в широком диапазоне мощности магнетрона с горячей хромовой мишенью, объясняющее формирование чередующихся по толщине слоёв типа Cr/CrNx/CrN.

• Установлены закономерности формирования кристаллической структуры, элементного состава, микроструктуры, функциональных свойств CrNx покрытий при работе магнетронной распылительной системы с горячей хромовой мишенью с ассистированием радиочастотным плазменным генератором.

• Для широкого диапазона плотности мощности магнетронной распылительной системы с горячей хромовой мишенью определён набор рабочих параметров, при которых формируются CrNx покрытия с высокой скоростью осаждения, обладающие хорошими механическими и антикоррозионными свойствами.

Полученные результаты могут быть использованы при разработке технологий высокоскоростного осаждения износостойких, коррозионностойких и декоративных покрытий на основе соединений хрома и азота.

Практическая значимость работы подтверждается выполнением следующих научно-исследовательских работ, профинансированных различными научными фондами.

1. Грант РНФ 15-19-00026 на тему «Создание оборудования и технологий высокоскоростного осаждения металлических покрытий с использованием магнетронных распылительных систем (МРС)».

2. Грант РФФИ Аспиранты 20-38-90134 на тему «Высокоскоростное реактивное магнетронное осаждение защитных покрытий на основе нитрида хрома».

3. Грант международного фонда Fondazione Cariplo на тему «Cutting tools regeneration by means of innovative vacuum plasma technologies» совместно с Миланским техническим университетом (Италия).

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Высокоскоростное осаждение покрытий на основе соединений хрома и азота с использованием плазмы магнетронных распылительных систем»

Реализация работы

Результаты диссертации используются в учебной и научной деятельности (см. Приложение 1) Томского политехнического университета при подготовке образовательных дисциплин «Ознакомительная практика», «Практика по получению первичных навыков научно-исследовательской работы», «Лабораторный практикум», «Специальный лабораторный практикум», а также при выполнении УИРС, НИРС, выпускных квалификационных работ и магистерских диссертаций студентами, обучающимися по направлениям 14.03.02 - Ядерные физика и технологии, 16.04.01 - Техническая физика.

Методология и методы исследования

В процессе выполнения работы использовались следующие методы исследования. Для изучения состава плазмы - оптико-эмиссионная спектроскопия. Для анализа толщины, элементного и фазового состава, а также структурных свойств формируемых покрытий - метод шарового истирания, сканирующая электронная спектроскопия, оптическая спектрометрия тлеющего разряда, рентгенофазовый и рентгеноструктурный анализ, энергодисперсионная рентгеновская спектроскопия, рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия. Для изучения механических и антикоррозионных свойств были задействованы метод индентирования на твердомере, метод царапания, метод трибометрии в геометрии «шар-диск», метод потенциодинамической поляризации.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Использование горячей хромовой мишени при работе магнетрона в атмосфере аргона и азота обеспечивает металлический режим распыления.

л

2. В диапазоне плотности мощности от 18 до 28 Вт/см сублимация мишени увеличивает скорость осаждения в 2 - 12 раз по сравнению с распылением охлаждаемой мишени при прочих одинаковых параметрах экспериментов.

3. При плотности мощности магнетрона выше 20 Вт/см2 элементный состав покрытий, осаждаемых в режиме планетарного вращения подложек, становится неоднородным по толщине из-за высокой плотности потока осаждаемых атомов хрома вблизи сублимирующей мишени.

4. Для достижения высокой твёрдости CrNx покрытий (~20 ГПа и выше), осаждаемых при работе МРС с горячей Cr мишенью, увеличение плотности мощности магнетрона и, соответственно, наращивание скорости осаждения, должно сопровождаться ассистированием радиочастотным плазменным генератором с мощностью не ниже 1000 Вт и потоком ионов на подложку, составляющим не менее 10% от потока атомов хрома.

Достоверность_полученных_результатов подтверждается

систематическим характером исследований, использованием современных приборов и методов измерений, соответствием данных, полученных из расчётов и экспериментов. Результаты носят непротиворечивый характер, взаимно дополняют друг друга и согласуются с современными представлениями о механизмах рассматриваемых процессов.

Апробация результатов работы.

Материалы диссертации были представлены и обсуждены на научных семинарах научно-образовательного центра Б.П. Вейнберга ТПУ, а также на 6-м Международном конгрессе по радиационной физике и химии конденсированных сред, сильноточной электронике и модификации материалов пучками частиц и потоками плазмы, г. Томск, 2018 г.; 14-й Международной конференции по модификации материалов пучками частиц и плазменными потоками

(14thCMM), г. Томск, 2018 г.; 21 -й Международной конференции по модификации поверхности материалов ионными пучками (SMMIB-2019), г.

Томск, 2019 г.; 14-й Международной конференции «Плазма газового разряда и её применения» (GDP-2019), г. Томск, 2019 г.; XIII Международной научно-технической конференции «Современные проблемы машиностроения», г. Томск, 2020 г.; 7-й Международном конгрессе по радиационной физике и химии конденсированных сред, сильноточной электронике и модификации материалов пучками частиц и потоками плазмы (EFRE 2020), г. Томск, 2020 г.; XIV Международной научно-технической конференции «Современные проблемы машиностроения», г. Томск, 2021 г.; 1-й Веб-конференции «Коррозия и деградация материалов» (CMDWC-2021), MDPI, 2021 г.; XIX Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Перспективы развития фундаментальных наук», г. Томск, 2022 г.

Публикации. Основные материалы диссертационной работы изложены в 16 научных публикациях, 7 из них - статьи в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК и цитируемых SCOPUS и Web of Science.

Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав и заключения. Она изложена на 164 страницах, содержит 62 рисунка, 21 таблицу, 1 приложение и список цитируемой литературы из 178 наименований.

Глава 1. Реактивное магнетронное осаждение покрытий

В настоящей главе представлен анализ современного состояния исследований в области реактивного магнетронного распыления. Показано, что один из существенных недостатков реактивного магнетронного осаждения, приводящий к довольно низкой производительности технологического процесса, связан с механизмом формирования эрозионного потока металлических частиц, на базе которых формируются покрытия. Сделана постановка задачи о значительном увеличении производительности нанесения покрытий на основе нитрида хрома.

1.1 Особенности реактивного магнетронного осаждения покрытий из

нитридов и оксидов металлов

Реактивное распыление и осаждение основано на возникновении химической реакции между распыленным с поверхности мишени веществом и химически активным газом, напускаемым в атмосферу вакуумной камеры. Например, при введении в вакуумную камеру дополнительно к плазмообразующему инертному газу небольшого потока кислорода становится возможным получать оксидные соединения материала мишени с различной стехиометрией.

Считается, что исследования реактивного распыления начались с работы К. Дж. Овербека, опубликованной в 1933 году, когда он, используя различные сочетания реактивных газов или паров (02, N2, 31И4 и др.), пытался получить оптические покрытия, однако тогда это не приобрело широкого распространения [12-15]. Он обнаружил, что при низких парциальных давлениях газа распыленные частицы не имеют возможности реагировать с его атомами или молекулами в процессе перемещения от мишени к подложке, поэтому формирование соединения происходит непосредственно на поверхности подложки. Плазма

активирует частицы, производя возбуждение либо диссоциацию (в случае молекул) частиц газа или пара.

Сам термин «реактивное распыление» был введён Г.А. Весци в 1953 году [16]. Первым масштабным и всеобъемлющим исследованием реактивного процесса была работа Д. Герштенберга и К. Дж. Колбрика в 1964 году [17]. Они использовали небольшую концентрацию реактивного газа (метан, кислород и азот) в дополнение к рабочему газу аргону при распылении танталовой мишени. Им удалось получить стехиометрические Та205, ТаК, Та2К и ТаС покрытия и исследовать структурные и электрические параметры танталовых соединений, полученных с помощью реактивного процесса, в зависимости от парциального давления реактивных газов. Электрическое сопротивление покрытий сильно зависело от парциального давления того или иного реактивного газа.

Позже было установлено, что в зависимости от содержания реактивного газа возникают разные режимы распыления мишени и, соответственно, формирования покрытий: (1) металлический режим, (2) переходный режим, (3) реактивный режим [18]. При низких концентрациях реактивного газа в атмосфере вакуумной камеры имеет место металлический режим реактивного процесса. В этом режиме реактивный газ не успевает реагировать с поверхностью мишени. В результате химическое соединение, например, оксидный слой, не образуется. Скорость осаждения покрытия определяется скоростью осаждения чистого металла, а на поверхности подложки образуется нестехиометрический недоокисленный слой материала мишени с преимущественно металлическим составом. Для переходного режима, который возникает при больших концентрациях реактивного газа по сравнению с металлическим режимом, характерно снижение скорости осаждения покрытий. Их состав варьируется от субстехиометрического до полного, в зависимости от концентрации реактивного газа. Когда мишень полностью покрывается слоем химического соединения, то создаётся реактивный режим, характеризующийся очень низкой скоростью осаждения покрытий со стехиометричным составом.

Важным шагом в развитии технологий на основе реактивного магнетронного осаждения была разработка методов контроля парциального давления газа у поверхности подложки и мишени [19, 20]. Это - одна из наиболее важных и актуальных проблем реактивного магнетронного распыления, т.к. функциональные параметры покрытий и скорость их получения чрезвычайно сильно зависят от парциального давления реактивного газа. Контроль необходим для поддержания оптимальных условий реактивного процесса (скорость осаждения, стехиометрия покрытий и др.)

Самым ранним промышленным применением реактивного процесса было осаждение TaN резисторов для интегральных микросхем. TaN обладал практически идентичным Та сопротивлением, но был гораздо более стабильным резистивным материалом [21, 22]. Электрические параметры нитридных покрытий контролировались и менялись путём изменения концентрации реактивного газа, поступающего в разрядный промежуток [23].

В середине 1970-х годов реактивного магнетронное осаждение применили в промышленности для нанесения покрытий из нитрида титана (Т1№), карбида титана (ПС) и плавающих соединений карбонитрида титана (т.е. ТЮ^у) [24, 25]. Эти материалы использовались как упрочняющие твердые покрытия для профессиональных режущих инструментов. В 1987 году В.-Д. Мюнц предложил новое соединение (Т1:А1)С^у как перспективную альтернативу упрочняющим твердым покрытия с использованием для их нанесения реактивного

магнетронного осаждения [26].

Реактивное магнетронное осаждение с использованием контроля парциального давления рабочего газа предоставило возможность создавать наноразмерные многослойные и микрокристаллические композитные «сверхтвердые» материалы в середине 1980-х годов [27-29].

Наиболее широкое распространение реактивное магнетронное осаждение получило в области нанесения низкоэмиссионных многослойных покрытий. В конце 1970-х годов вместе с изобретением длинных протяженных магнетронных

источников начали создаваться и низкоэмиссионные многослойные архитектурные стёкла [30].

Таким образом, реактивное магнетронное осаждение оксидов и нитридов является важным и актуальным направлением развития, так как этот метод позволяет получать покрытия разного назначения, с возможностью гибкого управления функциональными свойствами покрытий. Метод применяется для нанесения различного рода покрытий: декоративных, оптических, отражающих, просветляющих, диэлектрических, твердых износостойких, коррозионностойких и защитных.

Значительным недостатком технологии реактивного распыления является то, что поверхность мишени при больших концентрациях реактивного газа способна реагировать с ним и образовывать диэлектрический слой, который сначала снижает эффективность распыления, а затем приводит к образованию положительного электрического заряда и к появлению электрических пробоев на поверхности мишени. Образование слоя химического соединения на поверхности мишени при увеличении потока реактивного газа приводит не только к уменьшению скорости распыления, но также способствует появлению так называемого эффекта гистерезиса электрических характеристик МРС и, соответственно, ухудшению стабильности процесса. Резкие перепады парциального давления вследствие нестабильности электрических характеристик затрудняют контроль состава и свойств растущих покрытий. Своё видение механизмов резких переходов между крайними состояниями мишени опубликовала научная группа под руководством Дитриха Деплы [31-35]. Этот механизм был описан следующим образом. При добавлении реактивного газа в вакуумную камеру снижение скорости распыления мишени происходит из-за образования на её поверхности слоя химического соединения и наличия в приповерхностном слое имплантированных атомов кислорода, азота и т.д. Если концентрация реактивного газа в плазме МРС становится выше некоторой величины, то концентрация имплантированных в мишень атомов реактивного газа оказывается достаточно высокой, чтобы реакция между атомами мишени и

имплантированными атомами газа происходила ещё до того, как атомы газа будут удалены распылением из мишени. Химическая реакция с атомами мишени приводит к уменьшению скорости распыления мишени и, следовательно, к увеличению поверхностной концентрации имплантированных частиц, еще более уменьшающих скорость распыления. Так происходит лавинный переход к полностью покрытой химическим соединением поверхности мишени.

В случае распыления хромовой мишени в атмосфере рабочего газа аргона и реактивного газа азота наблюдаются вольтамперные характеристики (ВАХ) реактивного разряда, слабо зависящие от давления второго. При этом контролировать процесс по ВАХ разряда не представляется возможным, т.е. ни один тип источника питания не гарантирует стабилизации процесса [ 36]. Эта особенность обусловлена незначительным отличием коэффициента вторичной электронной эмиссии соединения (т.е. С^) по сравнению с металлом. Следовательно, для эффективного контроля процесса нанесения покрытий на основе соединений хрома и азота требуется применять дорогостоящие и сложные системы контроля, такие как оптико-эмиссионные, масс-спектрометрические системы и др.

Таким образом, можно сделать следующие выводы.

Существенными достоинствами традиционного реактивного магнетронного распыления являются: высокая степень разработанности тематики, и, как следствие, обилие средств контроля процесса, а также простота получения стехиометрических соединений.

Однако, имеется ряд критически важных недостатков, таких как: снижение скорости осаждения покрытий по сравнению распылением в металлическом режиме (вплоть до 50-100 раз в отдельных случаях); нестабильность процесса вследствие образования соединения на поверхности мишени; сложность и дороговизна методов контроля процесса.

1.2 Свойства покрытий на основе соединений хрома и азота, осаждаемых с использованием традиционного реактивного магнетронного

распыления, и способы управления ими

Покрытия из нитридов переходных металлов, преимущественно на основе титана и хрома, широко используются для защиты от износа и коррозии, а также в производстве режущих инструментов, оптических приборов и декоративных изделий [37].

Химический состав и структурные свойства (кристаллическая и микроструктура, морфология) во многом определяют функциональные характеристики. Они могут управляться условиями осаждения.

Покрытия из С^ как правило являются плотными и сплошными, в отличие от покрытий из хрома, которые часто содержат микротрещины. С^ образует превосходное сцепление с основным материалом, которое не вызывает вспучивания, отслаивания или сколов. По сравнению с другими нитридами и карбидами, С^ может быть сформирован при гораздо более низкой температуре подложки. Это позволяет наносить покрытия на материал, требующий низкой температуры осаждения [38]. Покрытия на основе соединений хрома и азота демонстрируют хорошую износостойкость, стойкость к истиранию, коррозионную стойкость, стойкость к окислению и термическую стабильность [39-42, 50]. Благодаря более низким остаточным сжимающим напряжениям по сравнению с С^ можно наносить более толстым слоем [43-45].

Твёрдость объёмного стехиометрического нитрида хрома, как правило, составляет 10-11 ГПа [46]. Соединения на основе хрома и азота со стехиометрическим составом Сг2К обладают более высокой твёрдостью, которая может достигать максимального значения до 30 ГПа [47]. Более высокая твёрдость этого соединения обеспечивается более сильными ковалентными связями гексагональной кристаллической решётки Р-Сг2К по сравнению с кубическим СгК [48, 49].

Известно, что покрытие CrN обладает значением коэффициента трения на 10-20% ниже, чем TiN, что делает его более устойчивым к износу материалом. Низкие значения коэффициента трения CrN объясняются образованием стабильных, твердых и сильно связанных оксидных слоев CrO3 и Cr2O3, которые оказывают смазывающее действие на поверхность покрытия, улучшая свойства скольжения и износа покрытия [45, 50]. Фрикционные свойства также связаны со структурой и ориентацией кристаллов в пленке. Низкий коэффициент трения CrN позволяет уменьшить начальное растрескивание при взаимодействии с твердыми поверхностями, что делает его превосходным износостойким материалом, а высокая вязкость покрытия CrN предотвращает возникновение и распространение трещин от поверхности к внутренней части пленки при эрозионном воздействии [51, 52]. Ударная, антифрикционная и абразивная износостойкость повышается за счет растворения азота в решетке хрома. В работе [53] показано, что ударное сопротивление улучшается при увеличении содержания азота с образованием твердой и плотной фазы Cr2N при получении покрытий методом реактивного магнетронного распыления. Износостойкость повышается за счет нанослойного структурирования чередующихся слоев более мягкого CrN и более твердого Cr2N, что приводит к релаксации усталостных напряжений, возникающих в процессе износа. В работах [42, 50, 54-56] демонстрируется, что износостойкость и механические свойства CrN также могут быть улучшены благодаря добавкам кремния, углерода, алюминия, ванадия и иттрия. Твёрдость покрытий на основе соединений хрома и азота, получаемых методом реактивного магнетронного осаждения, может варьироваться в диапазоне от 4 до 22-24 ГПа. Она в значительной степени зависит от температуры подложки, величины электрического потенциала смещения, прикладываемого к подложке, общего давления в вакуумной камере и энергии, приходящейся на один осаждённый атом [57-60]. В работе [61] исследовались закономерности формирования механических свойств в зависимости от структуры и морфологии покрытий, полученных методами высокочастотного (ВЧ) реактивного магнетронного распыления и распыления на постоянном токе (DC - от англ. direct current -

постоянный ток). Твёрдость покрытий варьировалась от 4 до 28,6 ГПа, а модуль упругости - от 125,7 до 324,7 ГПа в зависимости от параметров осаждения покрытий. На механические свойства значительное влияние оказывает микроструктура покрытий. Наименьшая твёрдость и модуль упругости характерны для пористых низкоплотных выраженно ориентированных либо для аморфоподобных покрытий, которые получаются при низком потенциале смещения либо при его отсутствии и высоких потоках распылённых атомов хрома. Увеличение подаваемого на подложку потенциала смещения в большинстве случаев благоприятно влияет на механические свойства покрытий, а также на коррозионную стойкость.

Хотя твердость Сг2К выше, чем у фазы СгК, устойчивость к окислению Сг2К уступает СгК Низкая стойкость Сг2К к окислению объясняется снижением концентрации хрома и высокой пористостью покрытия при повышении температуры, когда Сг2К превращается в СгК [62, 63]. Стойкость СгК к окислению повышается при добавлении из-за содержания окисленного БЮ2 в фазе нитрида кремния, который препятствует диффузии кислорода в покрытие. Добавление также препятствует образованию фазы Сг2К Было обнаружено, что добавление кремния в концентрации до 3 ат.% достаточно для повышения температуры начала окисления почти на 150 °С по сравнению с чистыми СгК покрытиями [64, 65]. Добавление соответствующего количества иттрия в СгК также повышает стойкость к окислению [56]. При добавлении алюминия в нитридное покрытие плотный глиноземный слой, образующийся на поверхности покрытия, препятствует дальнейшему окислению покрытия, повышая стойкость к окислению. Было установлено, что стойкость покрытия к окислению также влияет на твердость покрытия [66].

Таким образом, методы реактивного магнетронного осаждения при сочетании оптимальных значений потенциала смещения подложки, её температуры, относительно низкого давления в вакуумной камере и необходимой концентрации азота позволяют получать покрытия на основе соединений хрома и азота с хорошими функциональными свойствами. Для получения покрытий на

основе нитрида хрома с высокими характеристиками твёрдости, износостойкости, коррозионной стойкости нужно стремиться к тому, чтобы формировалась плотная микроструктура покрытий с низкими показателями пористости. Это достигается путём тщательного подбора необходимой концентрации азота в камере и созданием потока высокоэнергетических частиц на поверхность растущего покрытия.

1.3 Анализ фактора горячей мишени в повышении скорости осаждения металлических, в том числе хромовых, покрытий

КПД распылительного процесса мишени при работе традиционных МРС в большинстве случаев не превышает 5%. Остальные ~95% энергии распыляющих ионов трансформируются в тепло, что приводит к значительному разогреву мишени. Так как разогрев мишени без принудительного охлаждения будет неизбежно приводить к нагреву магнитной системы до температур, превышающих точку Кюри, то производится охлаждение корпуса катодного узла и магнитной системы, обычно проточной водой. В типичных магнетронах мишень вплотную крепится к охлаждаемому корпусу магнетрона, поэтому её температура не повышается значительно в течение всего распылительного процесса. Но можно организовать крепление мишени с охлаждаемым корпусом магнетрона таким образом, чтобы теплопроводный контакт между ними был очень слабым. Тогда энергия плазмы будет сохраняться в веществе мишени (т.к. мощность теплового излучения на много ниже, чем теплопроводного стока), а вещество мишени может разогреться до температур фазовых превращений. В итоге может появиться испарение или сублимация дополнительно к распылению. Одна из первых таких работ, где описано одновременное распыление и испарение мишени, была опубликована в 1976 году группой Н.М. [67]. В зависимости от

особенностей перехода вещества мишени из конденсированного состояния в пар, такие системы бывают двух видов: МРС с жидкофазной мишенью и МРС с горячей (твердофазной сублимирующей) мишенью.

Магнетронные распылительные системы с жидкофазной мишенью возможны только в конфигурации с горизонтальным расположением мишени, а также обязательно наличие тигля, в котором будет происходить расплавление мишени. Одна из разновидностей МРС с жидкофазной мишенью тороидальной формы в тигле из тугоплавкого металла представлена на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1. МРС с жидкофазной мишенью [68]: 1 - подложка, 2 - мишень, 3 - тигель, 4 -графитовые прокладки, 5 - магниты, 6 - полюсные наконечники.

Материал тигля в обязательном порядке должен быть выполнен из тугоплавкого металла, графита либо проводящей керамики, которые могут обеспечить сохранение проводимости магнетронного диода и температурную стойкость [68]. Скорость осаждения металлических покрытий в случае использования МРС с жидкофазной мишенью может достигать нескольких десятков и даже сотен нм/с [67-74], что на один-два порядка выше по сравнению с распылением холодных мишеней.

Некоторые материалы (например, хром и титан) обладают высокой скоростью сублимации, поэтому не нужно доводить распыляемую мишень до плавления и, следовательно, отпадает необходимость в тигле. Здесь можно задействовать распыление твердотельной горячей мишени, когда сублимация будет усиливать эрозионный поток с её поверхности. В этом случае возможны как вертикальная, так и горизонтальная конфигурация схемы осаждения. В работах

[75-78] рассмотрены зависимости коэффициентов распыления разогретых металлических мишеней от температуры. В работах [6, 8, 9, 79] было показано, что наряду с распылением может происходить заметная сублимация поверхности мишени. При распылении Т мишени скорость осаждения покрытий может увеличиваться до 3 раз [6]. Это послужило основанием для проведения исследований о влиянии температуры мишени на интенсивность её эрозии и особенно поведения МРС с «горячей» мишенью [6, 80, 81].

В статьях [6, 80] было показано, что при увеличении температуры мишени напряжение разряда, необходимое для его поддержания, снижается. Это было обнаружено как для случая работы блока питания в режиме стабилизации тока разряда, так и его мощности. Данный эффект обусловлен тем, что при ионной бомбардировке горячей мишени повышается интенсивность эмиссии атомов с её поверхности [81], которая способствует снижению сопротивления в разрядном промежутке. Поэтому требуется меньшее напряжение для поддержания заданной мощности или тока разряда.

В работах [8, 9, 83-85] было подробно рассмотрено осаждение Сг покрытий методом магнетронного распыления горячей металлической мишени в инертной среде Аг в широком диапазоне параметров (плотность мощности магнетрона, потенциал смещения и др.). Выявлен ряд закономерностей, имеющих принципиальное значение для разработки промышленных технологий. Они перечислены ниже.

1). МРС с горячей хромовой мишенью обладает значительно большей производительностью, чем «классические», что обусловлено сублимацией поверхности мишени. Скорость осаждения покрытий при этом может достигать 50 нм/с и более.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Грудинин Владислав Алексеевич, 2022 год

Список используемой литературы

1. Гугля, А. Г. Покрытия на базе нитрида хрома. Опыт создания и исследования / А. Г. Гугля, И. М. Неклюдов. // Успехи физики металлов. — 2005.

— № 6. — С. 197-232.

2. Ruden, A. Tribology of ZrN, CrN and TiAlN thin films deposited by reactive magnetron sputtering / A. Ruden, J. M. Gonzalez, J. S. Restrepo [et al.] // Dyna. - 2013. - Vol. 80. - P. 95-100.

3. Ruden, A. Corrosion resistance of CrN thin films produced by dc magnetron sputtering / A. Ruden, J. M. Gonzalez, J. S. Restrepo [et al.] // Applied Surface Science. — 2013. — Vol. 270. — P. 150-156.

4. Hovsepian, P. E. Novel HIPIMS deposited nanostructured CrN/NbN coatings for environmental protection of steam turbine components / P. E. Hovsepian, A. P. Ehiasarian, Y. P. Purandare [et al.] // Journal of Alloys and Compounds. — 2018.

— Vol. 746. — P. 583-593.

5. Siriprom, W. Preparation and characterization of CrN thin film by DC reactive magnetron sputtering / W. Siriprom, C. Chananonnawathorn, S. Kongsriprapan, K. Teanchai [et al.] // Materials Today: Proceedings. - 2018. - Vol. 5. -P. 15224-15227.

6. Vlcek, J. Pulsed Magnetron Sputtering of Metallic Films Using a Hot Target / J. Vlcek, B. Zustin, J. Rezek [et al.] // 52nd Annual Technical Conference Proceedings. — Santa Clara: CA, 2009. — P. 219-223.

7. Vlcek, J. On surface temperatures during high power pulsed magnetron sputtering using a hot target/ J. Vlcek, B. Zustin, J. Rezek [et al.] // Surface and Coatings Technology. - 2011. - Vol. 206. - P. 1155-1159.

8. Bleykher, G. A. Evaporation factor in productivity increase of hot target magnetron sputtering system / G.A. Bleykher, A.O. Borduleva, V.P. Krivobokov [et al.] // Vacuum. - 2016. - Vol. 132. - P. 62-69.

9. Sidelev, D. V. High-rate magnetron sputtering with hot target / D.V. Sidelev, G.A. Bleykher, V.P. Krivobokov [et al.] // Surface and Coatings Technology. -2016. - Vol. 308. - P. 168-173.

10. Bleykher, G. A. Features of copper coatings growth at high-rate deposition using magnetron sputtering systems with a liquid metal target / G.A. Bleykher, A.O. Borduleva, A.V. Yuryeva [et al.] // Surface and Coatings Technology. - 2017. - Vol. 324. - P. 111-120.

11. Tumarkin, A. High-rate deposition of silicon films in a magnetron discharge with liquid target / A. Tumarkin, M. Zibrov, G. Khodachenko [et al.] // Journal of Physics:. Conference Series. - 2016. - Vol. 768. - 12015.

12. Overbeck, C.J. Color in films of sputtered tin // Journal of the Optical Society of America. - 1933. - v.23. - p.109.

13. Silvey J. Патент США №2769778 Method of Making Transparent Conducting Films by Cathode Sputtering. Дата регистрации - 6.11.1956.

14. Holland, L. The properties of some reactively sputtered metal oxide films / Holland L., Siddall G // Vacuum. - 1953. - v.3. - №375391.

15. Schwartz, N. Reactive sputtering // Transactions of the 10th National Vacuum Symposium, New York. - 1963. - p.325.

16. Veszi, G.A. The modern single-layer selenium photo-electric cell // Journal of the British Institution of Radio Engineers. - 1953. - v.13, iss.4. - p. 183.

17. Gerstenberg, D. Effects of nitrogen, methane and oxygen on the structure and electrical properties of thin tantalum films / Gerstenberg D., Calbrick C.J. // Journal of Applied Physics. - 1964. - v.35. - p. 402.

18. Berg, S. Fundamental understanding and modeling of reactive sputtering processes / Berg S., Nyberg T. // Thin Solid Films. - 2005. - v.476. - p.215-230.

19. Quazi, F.S. Патент США №4693805 Method and Apparatus for Sputtering a Dielectric Target or for Reactive Sputtering. Дата регистрации - 15.09.1987.

20. Alvesteffer, W.J. A brief history of the thermal mass flow meter and controller / Alvesteffer W.J., Baker W.C., Cole R., Jacobs D.C. // 50 Years of Vacuum

Coating Technology and the growth of the Society of Vacuum Coaters. - 2007. - p.136-140.

21. Gerstenberg, D. Патент США №3242006 Tantalum Nitride Resistor. Дата регистрации - 22.03.1966.

22. Berry, R.W. Tantalum printed capacitors / Berry R.W., Sloan D.J. // Proc. IRE. - 1959. - v.47. - p. 1070.

23. Boynton, R., Westwood, W. Патент США №3738926 Method and Apparatus for Controlling the Electrical Properties of Sputtered Films. Дата регистрации - 12.06.1973.

24. Mah, G. Structure and properties of sputtered titanium carbide and titanium nitride coatings / Mah G., Nodin C.W., Fuller J.F. // Journal of Vacuum Science Technology. - 1974. - v.11, iss.1. - p. 371.

25. Carson, W.W. Sputter gas pressure and dc substrate bias effects on thick RF-diode sputtered films of Ti oxycarbides // Journal of Vacuum Science Technology. -1975. - v.12. - p. 845.

26. Kitabatake, M. Growth of diamond at room temperature by ion-beam sputter deposition under hydrogen-ion bombardment / Kitabatake M., Wasa K. // Journal of Applied Physics. - 1985. - v.58, iss.4. - №16931695.

27. Munz, W.-D. Tantalum aluminum nitride films: a new alternative to TiN coatings // Journal of Vacuum Science Technology. - 1986. - A4, iss.6. - p. 2117.

28. Helmersson, U. Growth of single-crystal TiN/VN strained-layer superlattices with extremely high mechanical hardness / Helmersson U., Todorova S., Barnett S.A., Sundgren J.-E., Markert L.C., Greene J.E. // Journal of Applied Physics. -1987. - v.62, iss.2. - №481484.

29. Veprek, S. The search for novel, superhard materials// Journal of Vacuum Science Technology. - 1999. - A17. - p. 2401.

30. Chung, Y.W. Superhard coating materials / Chung Y.W., Sproul W.D. // MRS Bulletin. - 2003. - v.28, iss.3. - p. 164.

31. Glaser, H.J. History of glass coating for architectural glazing / Glaser H.J., Szyszka B. // 50th Annual Technical Conference Proceedings, Society of Vacuum Coaters. - 2007. - №216229.

32. Tisone, T.C., Latos, T.S. Патент США №4172020 Method and Apparatus for Monitoring and Controlling Sputter Deposition Processes. Дата регистрации -23.10.1979.

33. Sproul, W.D., Tomashek, J.R. Патент США №4428811 Rapid Rate Reactive Sputtering of a Group IVB Metal. Дата регистрации - 31.01.1984.

34. Sproul, W.D. Advances in partial-pressure control applied to reactive sputtering / Sproul W.D., Rudnik P.J., Gogol C.A., Mueller R.A. // Surface and Coatings Technology. - 1989. - v. 39/40, Part 2. - №499506.

35. Bräuer, G. Magnetron Sputtering // Reference Module in Materials Science and Materials Engineering Comprehensive Materials Processing. - 2014. - v.4. - p.57-73.

36. Берлин Е. В., Сейдман Л. А. Ионно-плазменные процессы в тонкоплёночной технологии. - М.: Техносфера, 2010. - 528 с.

37. Navinsek, B. PVD coatings as an environmentally clean alternative to electroplating and electroless processes / B. Navinsek, P. Panjan, I. Milosev // Surface and Coatings Technology. - 1999. - Vol. 116-119. - p. 476-487.

38. Münz, W.D. Properties of Cr and (Ti, Al)N Coatings Produced by High Rate Sputter Deposition / Münz W.D., Göbel J., // Surface Engineering. - 1987. - Vol. 3. - p. 47-52.

39. Engel, P. Corrosion and mechanical studies of chromium nitride films prepared by ion-beam-assisted deposition / P. Engel, G.Schwarz, G.K.Wolf //Surface and Coatings Technology. - 1998. - Vol. 98. - p. 1002-1007.

40. Pradhan, S. K. Deposition of CrN coatings by PVD methods for mechanical application / S. K. Pradhan, C. Nouveau, A. Vasin, M. A. Djouadi //Surface and Coatings Technology. - 2005. - Vol. 200. - p. 141-145.

41. Chen, H., Comparison of fretting wear of Cr-rich CrN and TiN coatings in air of different relative humidities / H. Chen, P.Q. Wu, C. Quaeyhaegens, K.W. Xu, L.M. Stals, J.W. He et al // Wear. - 2002. - Vol. 253. - p. 527-532.

42. Yao, S.H. The tribological potential of CrN and Cr (C,N) deposited by multi-arc PVD process / S. H. Yao, Y. L. Su // Wear. - 1997. - Vol. 212. - p. 85-94.

43. Pakala, M. Reactive sputter deposition of chromium nitride coatings / M. Pakala, R. Y. Lin //Surface and Coatings Technology. - 1996. -Vol. 81. - p. 233-239.

44. Cunha, L. Residual stress, surface defects and corrosion resistance of CrN hard coatings / L. Cunha, M. Andritschky //Surface and Coatings Technology. - 1999. -Vol. 111. - p. 158-162.

45. Conde, A. Characterization of corrosion and wear behavior of nanoscaled e-beam PVD CrN coatings / A. Conde, C. Navas, A. B. Cristóbal, J. Housden, J. de Damborenea, // Surface and Coatings Technology. - 2006. - Vol. 201. - p. 2690-2695.

46. Shoji, Y. Fabrication of Bulk Chromium Nitrides using self-propagating high-temperature synthesis and hot isostatic pressing / Y. Shoji, M. Yoshinaka, K. Hirota, O. Yamaguchi, // Journal of the Japan Society of Powder and Powder Mettalurgy. - 2001. - Vol. 49. - p.323-326.

47. Azam, R. M. The Study of Chromium Nitride Coating by Asymmetric Bipolar Pulsed DC Reactive Magnetron Sputtering // Acta Universitatis Lappeenrantaensis. - 2017. - Vol. 198. - p. 758.

48. Hones, P. Characterization of sputter-deposited chromium nitride thin films for hard coatings / P. Hones, R. Sanjines, F. Levy // Surface and Coatings Technology. -1997. - Vol. 94-95. - p. 398- 402.

49. Sanjinés, R. Hexagonal nitride coatings: electronic and mechanical properties of V2N, Cr2N and 5-MoN / R. Sanjinés, P. Hones, F. Lévy // Thin Solid Films. - 1998. - Vol. 332. - p. 225-229.

50. Vetter, J. Hard coatings for lubrication reduction in metal forming / J. Vetter, R. Knaup, H. Dwuletzki, E. Schneider, S. Vogler, // Surface and Coatings Technology. - 1996. - Vol. 86-87. - p. 739- 747.

51. Chiu, L.H. Effect of contact pressure on wear resistance of AISI H13 tool steels with chromium nitride and hard chromium coatings / L. H. Chiu, C. F. Yang, W. C. Hsieh, A. S. Cheng //Surface and Coatings Technology. - 2002. - Vol. 154. - p. 282-288.

52. Chiba, Y. Wear resistance of arc ion-plated chromium nitride coatings / Y. Chiba, T. Omura, H. Ichimura //Journal of Materials Research. - 1993. - Vol. 8. - p. 1109-1115.

53. Rebholz, C. Structure, mechanical and tribological properties of nitrogen-containing chromium coatings prepared by reactive magnetron sputtering / C. Rebholz, H. Ziegele, A. Leyland, A. Matthews // Surface and Coatings Technology. - 1999. -Vol. 115. - p. 222-229.

54. Uchida, M. Friction and wear properties of CrAlN and CrVN films deposited by cathodic arc ion plating method / M. Uchida, N. Nihira, A. Mitsuo, K. Toyoda, K. Kubota, T. Aizawa // Surface and Coatings Technology. -2004. - Vol. 177178. -p. 627-630.

55. Kim, G. High-speed wear behaviors of CrSiN coatings for the industrial applications of water hydraulics / G. Kim, B. Kim, S. Lee // Surface and Coatings Technology.-2005. - Vol. 200. - p. 1814-1818.

56. Wu, Z.T. Wang, Influences of Y Addition on Mechanical Properties and Oxidation Resistance of CrN Coating / Z.T. Wu, Z.B. Qi, F.P. Zhu, B. Liu, Z.C. // Physics Procedia. - 2013. - Vol. 50. - p. 150-155.

57. Lee, J.-W. The mechanical properties evaluation of the CrN coatings deposited by the pulsed DC reactive magnetron sputtering / J.-W. Lee, S.-K. Tien, Y.-C. Kuo, C.-M. Chen // Surface and Coatings Technology. - 2006. - Vol. 200. -p. 33303335.

58. Lin, J. Modulated pulse power sputtered chromium coatings / J. Lin, J. J. Moore, W. D. Sproul, B. Mishra, Z. Wu // Thin Solid Films. - 2009. - Vol. 518. - p. 1566-1570.

59. Ferreira, F. Effect of peak target power on the properties of Cr thin films sputtered by HiPIMS in deep oscillation magnetron sputtering (DOMS) mode / F.

Ferreira, R. Serra, J.C. Oliveira, A. Cavaleiro // Surface and Coatings Technology. -2014. - Vol. 258. - p. 249-256.

60. Xingrun, R. Microstructure and Tribological Properties of CrN Films Deposited by Direct Current Magnetron Sputtering / R. Xingrun, Z. Qinying, H. Zhu, S. Wei, Y. Jiangao, C. Hao // Rare Metal Materials and Engineering. - 2018. - Vol. 47. -p. 2283-2289.

61. Cunha, L. Microstructure of CrN coatings produced by PVD techniques / L. Cunha, M. Andritschky, K. Pischow, Z. Wang // Thin Solid Films. - 1999. - Vol. 355-356. - p. 465-471.

62. Maryrhofer, P. H. Oxidation kinetics of sputtered Cr-N hard coatings / P. H. Maryrhofer, H. Willmann, C. Mitterer // Surface and Coatings Technology. - 2001. -Vol. 146-147. - p. 222-228.

63. Qi, Z.B. A comparative study of the oxidation behavior of Cr2N and CrN coatings / Z.B. Qi, B. Liu, Z.T. Wu, F.P. Zhu, Z.C. Wang, C.H. Wu // Thin Solid Films.

- 2013. - Vol. 544. - p. 515-520.

64. Thobor-Keck, A. Influence of silicon addition on the oxidation resistance of CrN coatings / A. Thobor-Keck, F. Lapostolle, A.S. Dehlinger, D. Pilloud, J.F. Pierson, C. Coddet // Surface and Coatings Technology. -2005. - Vol. 200. - p. 264268.

65. Kim, J.W. Study on high-temperature oxidation behaviors of Cr-Si-N films / J.W. Kim, K.H. Kim, D.B. Lee, J.J. Moore // Surface and Coatings Technology. - 2006.

- Vol. 200. - p. 6702-6705.

66. Chim, Y.C. Oxidation resistance of TiN, CrN, TiAlN and CrAlN coatings deposited by lateral rotating cathode arc / Y.C. Chim, X.Z. Ding, X.T. Zeng, S. Zhang // Thin Solid Films. - 2009. - Vol. 517. - p. 4845-4849.

67. Данилин, Б.С. Осаждение металлических плёнок путем распыления из жидкой фазы / Какурин М.В., Минайчев В.Е., Одиноков В.В., Сырчин В.К. // Электронная техника. Сер. Микроэлектроника. - 1978. - т. 2. - № 24. - с. 84-87.

68. Yuryeva, A.V. Effect of material of the crucible on operation of magnetron sputtering system with liquid-phase target / A.V. Yuryeva, A.S. Shabunin, D.V. Korzhenko, O.S. Korneva, M.V. Nikolaev // Vacuum. - 2017. - v. 141. - p. 135-138.

69. Bleykher, G. A. Magnetron deposition of coatings with evaporation of the target / G. A. Bleykher, V.P. Krivobokov, A. V. Yuryeva // Technical Physics. - 2015.

- Vol. 60. - p. 1790-1795.

70. Bleykher, G. A. Energy and substance transfer in magnetron sputtering systems with liquid-phase target/ G. A. Bleykher, V.P. Krivobokov, A. V. Yuryeva, I. Sadykova // Vacuum. - 2016. - Vol. 124. - P. 11-17.

71. Юрьева А. В. Осаждение металлических покрытий с помощью магнетрона с жидкофазной мишенью: дисс. ... канд. техн. наук: спец. 01.04.07 / А. В. Юрьева — Томск, 2017 - 118 с.

72. Bleykher, G. A. The role of thermal processes and target evaporation in formation of self-sputtering mode for copper magnetron sputtering / G. A. Bleykher, A.V. Yuryeva, A.S. Shabunin, V.P. Krivobokov, D.V. Sidelev // Vacuum. - 2018. -Vol. 152. - P. 156-165.

73. Bleykher, G. A. The properties of Cu films deposited by high rate magnetron sputtering from a liquid target / G.A. Bleykher, A.V. Yuryeva, A.S. Shabunin et al.// Vacuum. - Vol. 169. - 108914.

74. Блейхер Г.А., Кривобоков В.П. Эрозия поверхности твёрдого тела под действием мощных пучков заряженных частиц. - Новосибирск: «Наука», 2014. -248 с.

75. Vaulin, E. P. Dependence of the sputtering coefficient of copper on the temperature / E. P. Vaulin, N. E. Georgieva, T. P. Martinenko // Sov. Phys. Solid State.

- 1977. - v. 19. - p. 827-828.

76. Фортов, В.Е. Энциклопедия низкотемпературной плазмы / В.Е. Фортов. - Москва: Наука, 2000. - 7000 с.

77. Behrisch, R. Sputtering yield increase with target temperature for Ag / R. Behrisch, W. Eckstein // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B. - 1993. - v. 82. - p. 255-258.

78. Behrisch, R. Sputtering by particle bombardment / R. Behrisch, W. Eckstein. - Berlin: Springer, 2007. - 526 p.

79. Musil, J. High-rate magnetron sputtering / J. Musil, A. Rajsky, A.J. Bell, J. Matous, M. Cepera, J. Zeman // Vac. Sci. Technol. A. - 1996. - v. 14. - p. 2187-2191.

80. Chao, Y. Nanocrystalline titanium films deposited via thermal-emission-enhanced magnetron sputtering / Y. Chao, J. Bailing, L. Zheng et al. // Thin Solid Films. - 2015. - v. 597. - p. 117-124.

81. Tesar, J. On surface temperatures during high power pulsed magnetron sputtering using a hot target / J. Tesar, J. Martan, J. Rezek // Surface & Coatings Technology. - 2011. - v. 206. - p. 1155-1159.

82. Bleykher, G. A. Surface erosion of hot Cr target and deposition rates of Cr coatings in high power pulsed magnetron sputtering / G.A. Bleykher, D.V. Sidelev, V.A. Grudinin et al. // Surface and Coatings Technology. -2018. - Vol. 354. - p. 161168.

83. Grudinin, V.A. Chromium films deposition by hot target high power pulsed magnetron sputtering: Deposition conditions and film properties / V.A. Grudinin, G.A. Bleykher, D.V. Sidelev et al. // Surface and Coatings Technology. - 2019. -Vol. 375. -p. 352-362.

84. Сиделёв Д.В. Осаждение покрытий из хрома и никеля с помощью магнетронного диода с «горячей» мишенью: дис. ... канд. техн. наук: 01.04.07. / Д.В. Сиделёв. - Томск, 2018 - 138 с.

85. Sidelev, D. V. Deposition of Cr films by hot target magnetron sputtering on biased substrates / Sidelev D.V., Bestetti M., Bleykher G.A.[et al.] // Surface and Coatings Technology. - 2018. - v. 350. - p. 560-568.

86. Billard, A. Influence of the target temperature on a reactive sputtering process / A. Billard, D. Mercs, F. Perry, C. Frantz // Surface and Coatings Technology. - 1999. - v. 116-119. - p. 721-726.

87. Mercs, D. Hot target sputtering: A new way for high-rate deposition of stoichiometric ceramic films / D. Mercs, F. Perry, A. Billard // Surface and Coatings Technology. - 2006. - v. 201. - p. 2276-2281.

88. Shapovalov, V.I. Hot Target. Physicochemical Model of Reactive Sputtering // Technical Physics. -2019. - Vol. 64. - pp. 926-932.

89. Laurikaitis, M. Deposition of Zr-ZrOX and Y-YxOy films by reactive magnetron sputtering / M. Laurikaitis, J. Cyviene, J. Dudonis // Vacuum. -2005. -Vol. 78. - pp. 395-399.

90. Goncharov, A.O. Modeling of reactive sputtering of hot titanium target in nitrogen and oxygen / Goncharov A.O., Minzhulina E.A., Shapovalov V.I // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. - 2018. -Vol. 387. - статья № 012020.

91. Fomin, A.A. Magnetron sputtering systems stabilization for high rate deposition of AlN films / Fomin A.A., Akhmatov V., Selihchev S. // Vacuum. - 1998. -Vol. 49. - p. 247-251.

92. Scherer, M. Reactive high rate D.C. sputtering of oxides / Scherer M., Wirz P. // Thin Solid Films. -1984. - Vol. 119. - pp. 203-209.

93. Hopwood, J. Review of inductively coupled plasmas for plasma processing // Plasma Sources Science Technologies. - 1992. - Vol. 1. - p. 109-116.

94. Toros, A. Reactive ion etching of single crystal diamond by inductively coupled plasma: state of the art and catalog of recipes / A. Toros, M. Kiss, T. Graziosi et al. // Diamond Related Materials. - 2020. -Vol. 108. - 107839.

95. Sarakinos, K. Atomistic view on thin film nucleation and growth by using highly ionized and pulsed vapour fluxes / K. Sarakinos, D. Magnfalt, V. Elofsson, B. Lu // Surface and Coatings Technology. - 2014. - Vol. 257. - p. 326-332.

96. ТУ 2224-036-00203803-2012 Капролон (полиамид 6 блочный). Технические условия. - М.: Метафакс, 2012. - 18 с.

97. ГОСТ 10007-80 Фторопласт 4. Технические условия. - М: Стандартинформ, 2008. - 15 с.

98. Оптоволоконный спектрометр AvaSpec [Электронный ресурс]. -Режим доступа: http://www.avantes.ru/spectrometer/tec/avaspec2048.php (Дата обращения 19.10.2021).

99. Reed-Hill R.E., Abbaschian R. Physical Metallurgy Principles - Boston: PWS Publishing. - 1991. - 589 p.

100. Sánchez-Bajo, F. The Use of the Pseudo-Voigt Function in the Variance Method of X-ray Line-Broadening Analysis / Sánchez-Bajo F., Cumbrera F. L // Journal of Applied Crystallography. - 1997. - Vol. 30. - p. 427-430.

101. Hall, W. H. X-Ray Line Broadening in Metals //Proceedings of the Physical Society.A. - 1949. - Vol. 62. - 11.

102. Harris, G.B. Quantitative measurement of preferred orientation in rolled uranium bars // Philosophical Magazine. - 1952. - Vol. 43. - p. 113-123.

103. Nelis T., Payling R. Glow discharge optical emission spectroscopy: A practical guide - Cambridge: The royal society of chemistry. - 2003. - 224 p.

104. E-beam writer with ultra-high resolution and thermal shield RAITH150Two [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://raith.com/product/raith150-two/ (Дата обращения 15.04.2022).

105. Фелдман Л., Майер Д. Основы анализа поверхности и тонких пленок: Пер. с англ. - М.: Мир, 1989. - 344 с.

106. Oliver, W.C. An improved technique for determining hardness and elastic modulus using load and displacement sensing indentation experiments / Oliver W.C., Pharr G.M. // Journal of Materials Research. - 1992. - Vol. 7. - p. 1564-1583.

107. Overview of mechanical testing standards [Электронный ресурс]. -Режим доступа: http://lab-nnz.ru/wp-content/uploads/18-Indentation-Tribology-and-Scratch-Test-Standards5.pdf (Дата обращения 18.11.2021).

108. Randall, N. X. The current state-of-the-art in scratch testing of coated systems // Surface and Coatings Technology. - 2019. - Vol. 380. - article number 125092.

109. 7 Tribometry: Test, Simulation and Control Methods, Editor(s): Horst Czichos, Tribology Series. - Elsevier, 1978, P. 248-299.

110. Дамаскин Б. Б., Петрий О. А. Введение в электрохимическую кинетику: Учеб. Пособие для студентов хим. спец. ун-тов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. школа, 1983. - 400 с.

111. Stern, M. Electrochemical Polarization: I. A Theoretical Analysis of the Shape of Polarization Curves / M. Stern, A. L. Geary // Journal of the Electrochemical Society. -1957. - Vol. 104. - p. 56.

112. V.S. Sastri, Jean-Claude Bunzli, V. Ramachandra Rao, G.V.S. Rayudu, J.R. Perumareddi, Chapter 12 - Applications, Editor(s): V.S. Sastri, Jean-Claude Bunzli, V. Ramachandra Rao, G.V.S. Rayudu, J.R. Perumareddi, Modern Aspects of Rare Earths and Their Complexes, Elsevier, 2003, Pages 893-981.

113. Depla, D. Magnetrons, reactive gases and sputtering, Ghent University, Belgium, 2015

114. J. Ziegler, J.P. Biersack, M.D. Ziegler, TRIM (The Transport of Ions in Matter) [Электронный ресурс]. - Режим доступа: www.srim.org (Дата обращения 17.11.2019.

115. R. Glang, Vacuum evaporation, in: L.I. Maissel, R. Glang (Eds.), Handbook of ThinFilm Technology, V. 1, McGraw-Hill Book Company, 1970.

116. NIST Atomic Spectra Database (ver. 5.3) [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://physics.nist.gov/asd (Дата обращения 12.09.2020).

117. Левинский Ю.В. Диаграммы состояния металлов с газами. - М. Металлургия. - 1975. - 296 с.

118. Анисимов С.И., Имас Я.А., Романов Г.С., Ходыко Ю.В. Действие излучения большой мощности на металлы. - М.: Наука, 1970. - 272 с.

119. Severin, D. Process stabilization and increase of the deposition rate in reactive sputtering of metal oxides and oxynitrides / D. Severin, O. Kappertz, T. Kubart, T. Nyberg, S. Berg, A. Pflug, M. Siemers, M. Wuttig // Applied Physics Letters. - 2006. - Vol. 88. - article number 161504.

120. Xie, Q. Effect of substrate bias current on structure and properties of CrNx films deposited by plasma enhanced magnetron sputtering / Q. Xie, Z. Fu, X. Wei, X. Li, W. Yue, J. Kang, L. Zhu, C. Wang, J. Meng // Surface and Coatings Technology. -2019. - Vol. 365. - p. 134-142.

121. Pedrosa, P. Properties of CrN thin films deposited in plasma-activated ABS by reactive magnetron sputtering / P. Pedrosa, M.S. Rodrigues, M.A. Neto, F.J.

Oliveira, R.F. Silva, J. Borges, M. Amaral, A. Ferreira, L.H. Godinho, S. Carvalho, F. Vaz // Surface and Coatings Technology. - 2018. - Vol. 349. - p. 858-866.

122. Lee, J. The mechanical properties evaluation of the CrN coatings deposited by the pulsed DC reactive magnetron sputtering / J. Lee, S. Tien, Y. Kuo, C. Chen // Surface and Coatings Technology. - 2006. - Vol. 200. - p. 3330-3335.

123. Elangovan, T. Nanostructured CrN thin films prepared by reactive pulsed DC magnetron sputtering / T. Elangovan, P. Kuppusami, R. Thirumurugesan et al. // Material Science Engineering: B. - 2010. - Vol. 167. -p. 17-25.

124. Tian, C.X. Preparation of CrN thick films by high-rate middle-frequency unbalanced magnetron sputtering / C.X. Tian, B. Yang, J. He, H.J. Wang, S.Q. Rong, C.W. Zou, C.S. Liu, L.P. Guo, D.J. Fu // Vacuum. - 2009. - Vol. 83. - p. 1459-1463.

125. Warcholinski, B. Structure and properties of CrN coatings formed using cathodic arc evaporation in stationary system / B. Warcholinski, A. Gilewicz, A.S. Kuprin, I.V. Kolodiy // Transactions of Nonferrous Metals Society of China. - 2019. -Vol. 29. -p. 799-810.

126. Ovcharenko, V.D. Deposition of chromium nitride coatings using vacuum arc plasma in increased negative substrate bias voltage / V.D. Ovcharenko, A.S. Kuprin, G.N. Tolmachova et al. // Vacuum. - 2015. - Vol. 117. - p. 27-34.

127. Gautier, C. Study of the growth mechanisms of chromium nitride films deposited by vacuum arc evaporation / C. Gautier, J. Machet // Thin Solid Films. -1997. - Vol. 295. - p. 43-52.

128. Wan, X.S. Effects of nitrogen pressure and pulse bias voltage on the properties of Cr-N coatings deposited by arc ion plating / X.S. Wan, S.S. Zhao, Y. Yang et al. // Surface and Coatings Technology. - 2010. - Vol. 204. - p. 1800-1810.

129. Nash, J. Elucidation of the Active Phase and Deactivation Mechanisms of Chromium Nitride in the Electrochemical Nitrogen Reduction Reaction / J. Nash, X.Yang, J. Anibal et al. //The Journal of Physical Chemistry C. - 2019. -Vol. 123. - p. 23967-23975.

130. Zeng, R. Nonprecious transition metal nitrides as efficient oxygen reduction electrocatalysts for alkaline fuel cells / R. Zeng, Y. Yang, X. Feng et al. // Science Advances. - 2022. - Vol. 8. - p. 1-11.

131. Lippitz, A. XPS investigations of chromium nitride thin films / A. Lippitz, Th. Hubert // Surface and Coatings Technology. - 2005. - Vol. 200. - p. 250-253.

132. Nishimura, O. X-ray photoelectron spectroscopy studies of high-dose nitrogen ion implanted-chromium: a possibility of a standard material for chemical state analysis / O. Nishimura, K. Yabe, M. Iwaki //Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena. - 1989. - Vol. 49. - p. 335-342.

133. He, Y. Nitrogen effects on structure, mechanical and thermal fracture properties of CrN films / Y. He, K. Gao, H. Yang et al. // Ceramics International. -2021. - Vol. 47. - p. 30729-30740.

134. Han, S. The effect of preferred orientation on the mechanical properties of chromium nitride coatings deposited on SKD11 by unbalanced magnetron sputtering / S. Han, J.H. Lin, G.H. Wang, H.C. Shih // Materials Letters. - 2003. - Vol. 57. -p. 1202-1209.

135. Kabir, M. S. Study of the structure, properties, scratch resistance and deformation behavior of graded Cr-CrN-Cr(1-X)AlxNcoatings / M. S. Kabir, P. Munroe, Z. Zhou, Z. Xie // Ceramics International. - 2018. - Vol. 44. - p. 11364-11373.

136. Zhang, F. Microstructures and nano-mechanical properties of multilayer coatings prepared by plasma nitriding Cr-coated Al alloy / F. Zhang, M. Yan, J. He, F. Yin // Vacuum. - 2017. - Vol. 142. - p. 106-113.

137. Zhao, W. Direct access to macroporous chromium nitride and chromium titanium nitride with inverse opal structure / W. Zhao, F. J. DiSalvo // Chemical Communications. - 2015. - Vol. 51. - p. 4876-4879.

138. Gangopadhyay, S. Effect of substrate bias voltage on structural and mechanical properties of pulsed DC magnetron sputtered TiN-MoSX composite coatings / S. Gangopadhyay, R. Acharya, A.K. Chattopadhyay, S. Paul // Vacuum. - 2010. -Vol. 84. - pp. 843-850.

139. Shah, H.N. Effect of sputtering pressure and temperature on DC magnetron sputtered CrN films / H.N. Shah, R. Jayaganthan, D. Kaur // Surface Engineering. -2010. -Vol. 26. - pp. 629-637.

140. Devia, D.M. TiAlN coatings deposited by triode magnetron sputtering varying the bias voltage / D.M. Devia, E. Restrepo-Parra, P.J. Arango et al. // Applied Surface Science. - 2011.- Vol. 257. - pp. 6181-6185.

141. Lee, J.-J. J. Joo, Application of inductively coupled plasma to super-hard and decorative coatings / J.-J. Lee, J. Joo //Surface and Coatings Technology. - 2003. -Vol. 169-170. - pp. 353-358.

142. Feng, K. Effect of microstructure of TiN film on properties as bipolar plate coatings in polymer electrolyte membrane fuel cell prepared by inductively coupled plasma assisted magnetron sputtering / K. Feng, Z. Li // Thin Solid Films. - 2013. -Vol. 544. - pp. 224-229.

143. Choi, H.S. CrB2 coatings deposited by inductively coupled plasma assisted DC magnetron sputtering / H.S. Choi, B. Park, J.J. Lee // Surface and Coatings Technology. - 2007. - Vol. 202. - pp. 982-986.

144. Jung, S.J. Study of chromium and chromium nitride coatings deposited by inductively coupled plasma-assisted evaporation / S.J. Jung, K.H. Lee, J.J. Lee, J.H. Joo // Surface and Coatings Technology. - 2003. - Vol. 169-170. - pp. 363-366.

145. Chiang, K.-T. K. Growth morphology and corrosion resistance of magnetron sputtered Cr films / K.-T.K. Chiang, R. Wei // Surface and Coatings Technology. - 2011. - Vol. 206. - pp. 1660-1665.

146. Abadias, G. Review Article: stress in thin films and coatings: current status, challenges, and prospects / G. Abadias, E. Chason, J. Keckes et al. // Journal of Vacuum Science Technology A. - 2018. - Vol. 36. - Article 020801.

147. Berg, G. Development of chromium nitride coatings substituting titanium nitride / G. Berg, Ch. Friedrich, E. Broszeit, Ch. Berger // Surface and Coatings Technology. - 1996. - Vol. 86-87. - pp. 184-191.

148. Farhadizadeh, A. The effect of magnetron sputtering parameters on the properties of TaZrN coatings: simulation and experiment / A. Farhadizadeh, S.

Ghasemi, P. Nurpour, M. Hamdi, H. Ghomi // Surfaces and Interfaces. - 2022. - vol. 30. - article 101926.

149. Bertrand, G. A study of the corrosion behaviour and protective quality of sputtered chromium nitride coatings / G. Bertrand, H. Mahdjoub, C. Meunier // Surface and Coatings Technology. - 2000. - Vol. 126. - pp. 199-209.

150. Lintymer, J. Nanoindentation of chromium zigzag thin films sputter deposited / J. Lintymer, N. Martin, J.M. Chappe et al. // Surface and Coatings Technology. - 2005. - Vol. 200. - p. 269-272.

151. Ramakrishnan, N. Effective elastic moduli of porous solids / N. Ramakrishnan, V.S. Arunachalam // Journal of Material Science. - 1990. - Vol. 25. - p. 3930-3937.

152. Chapter 4 - Properties of metal foams, in: M.F. Ashby, A.G. Evans, N.A. Fleck, L.J. Gibson, J.W. Hutchinson, H.N.G. Wadley (Eds.), Metal Foams, ButterworthHeinemann, 2000: pp. 40-54.

153. Zhang, Z.G. Control of microstructures and properties of dc magnetron sputtering deposited chromium nitride films / Z.G. Zhang, O. Rapaud, N. Bonasso et al. // Vacuum. - 2008. - Vol. 82. - p. 501-509.

154. Sakharova, N. A. A Simple Method for Estimation of Residual Stresses by Depth-Sensing Indentation / N. A. Sakharova, P. A. Prates, M. C. Oliveira et al. // Strain. - 2011. - Vol. 48. - p. 75-87.

155. Hall, E.O. The Deformation and Ageing of Mild Steel: III Discussion of Results, Proceedings of the Physical SocietyB. - 1951. - Vol. 64. - p. 747.

156. Petch, N.J. The Cleavage Strength of Polycrystals // The Journal of the Iron and Steel Institute. - 1953. - Vol. 174. - p. 25.

157. Qi, Z.B. The inverse Hall-Petch effect in nanocrystalline ZrN coatings / Z.B. Qi, P. Sun, F.P. Zhu et al. // Surface and Coatings Technology. - 2011. - Vol. 205. - p. 3692-3697.

158. Mayrhofer, P.H. Microstructure and mechanical/thermal properties of CrN coatings deposited by reactive unbalanced magnetron sputtering / P.H. Mayrhofer, G.

Tischler, C. Mitterer //Surface and Coatings Technology. - 2001. - Vol. 142-144. - p. 78-84.

159. Greczynski, G. CrNx Films Prepared by DC Magnetron Sputtering and High-Power Pulsed Magnetron Sputtering: A Comparative Study / G. Greczynski, J. Jensen, L. Hultman // IEEE Transactions on Plasma Science. -2010. - Vol. 38. - p. 3046-3056.

160. Lee, J.-W. The effects of pulse frequency and substrate bias to the mechanical properties of CrN coatings deposited by pulsed DC magnetron sputtering / J.-W. Lee, S.-K. Tien, Y.-C. Kuo // Thin Solid Films. - 2006. - Vol. 494. - p. 161-167.

161. Lin, J. Structurally laminated CrN films deposited by multi pulse modulated pulsed power magnetron sputtering / J. Lin, W. D. Sproul, J. J. Moore et al. // Surface and Coatings Technology. -2011. - Vol. 206. - p. 1780-1786.

162. Bull, S. J. Failure modes in scratch adhesion testing //Surface and Coatings Technology. - 1991. - Vol. 50. - p. 25-32.

163. Bull, S. J. An overview of the potential of quantitative coating adhesion measurement by scratch testing / S. J. Bull, E. G. Berasetegui // Tribology International. - 2006. -Vol. 39. - p. 99-114.

164. Zhang, S. Toughness measurement of thin films: a critical review / S. Zhang, D. Sun, Y. Fu, H. Du // Surface and Coatings Technology. - 2005. - Vol. 198. -P. 74-84.

165. Musil, J. Hard nanocomposite coatings: thermal stability, oxidation resistance and toughness// Surface and Coatings Technology. - 2012. - Vol. 207. - p. 50-65.

166. Musil, J. Protection of brittle film against cracking / J. Musil, J. Sklenka, R. Cerstvy // Applied Surface Science. - 2016. - Vol. 370. - p. 306-311.

167. Musil, J. Protective over-layer coating preventing cracking of thin films deposited on flexible substrates / J. Musil, J. Sklenka, J. Prochazka // Surface and Coatings Technology. - 2014. - Vol. 240. - p. 275-280.

168. Abdoos, M. The influence of residual stress on the properties and performance of thick TiAlN multilayer coating during dry turning of compacted

graphite iron / M. Abdoos, B. Bose, S. Rawal et al. // Wear. - 2020. - Vol. 454-455. -article number 203342.

169. Petrogalli, C. Tribological and corrosion behavior of CrN coatings: Roles of substrate and deposition defects / C. Petrogalli, L. Montesano, M. Gelfi et al. // Surface and Coatings Technology. - 2014. - Vol. 258. - p. 878-885.

170. Chen, Q.. Tribocorrosion behaviors of CrN coating in 3.5wt% NaCl solution / Q. Chen, Y. Cao, Z. Xie et al. // Thin Solid Films. - 2017. - Vol. 622. -p. 41-47.

171. Stockemer, J. Comparison of wear and corrosion behaviors of Cr and CrN sputtered coatings / J. Stockemer, R. Winand, P. Vanden Brande // Surface and Coatings Technology. - 1999. - Vol. 115. - p. 230-233.

172. Warcholinski, B. Cr2N/CrN multilayer coatings for wood machining tools / B. Warcholinski, A. Gilewicz, J. Ratajski // Tribology International. - 2011. - Vol. 44. - p. 1076-1082.

173. Zhang, J. A new method to improve the tribological performance of metal nitride coating: A case study for CrN coating / J. Zhang, Z. Li, Y. Wang et al. // Vacuum. - 2020. - Vol. 173. - article number 109158.

174. Schneider, K. Reibverhalten von Kunststoffgranulat // Kunstsoffe. - 1969. -Vol. 59. - p. 97-102.

175. H. Chang and R. A. Daane, Society of Plastics Engineers, 32nd Annual Technical Conference, San Francisco, May 1974, p. 335.

176. Gregory, R. B. How Friction Affects Extruder Operation // Society of Plastics Engineering Journal. - 1969. - Vol. 25. - p. 55 - 59.

177. Diesselberg, M. Corrosion protection of magnetron sputtered TiN coatings deposited on high strength aluminium alloys/ M. Diesselberg, H-R. Stock, P. Mayr // Surface and Coatings Technology. - 2004. - Vol. 177-178. - p. 399-403.

178. Kataria, S. Nanomechanical characterization of thermally evaporated Cr thin films — FE analysis of the substrate effect / S. Kataria, S. Goyal, S. Dash, A.K. Tyagi // Thin Solid Films. - 2010. - Vol. 519. - p. 312-318.

Приложение 1

TOMSK POLYTECHNIC UNIVERSITY

■

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Томский политехнический университет» (ТПУ)

*

о|ламестителя проректора по 1ватеяьыо& Деятельности ТПУ

12 Ю.

УТВЕРЖДАЮ

МА. Соловьев

2022 г.

АКТ

Настоящим актом подтверждается использование результатов диссертационной работы Грудинина В.А. «Высокоскоростное осаждение покрытий на основе соединений хрома и азота с использованием плазмы магнетронных распылительных систем», представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 1.3.8 - Физика конденсированного состояния, в учебной и научной деятельности Научно-образовательного центра Б. П. Вейнберга Томского политехнического университета в методических материалах следующих дисциплин: «Ознакомительная практика», «Практика по получению первичных навыков научно-исследовательской работы», «Лабораторный практикум», «Специальный лабораторный практикум», а также при выполнении УИРС, НИРС, выпускных квалификационных работ и магистерских диссертаций студентами, обучающимися по направлениям 14.03.02 Ядерные физика и технологии, 16.04.01 - Техническая физика.

Зав.-каф, - руководитель

НОЦ Б. П. Вейнберга ИЯТШ (на правах кафедры)